Что такое ЧПУ? Все о станках с ЧПУ

Обработка с числовым программным управлением (ЧПУ) становится все более и более распространенной в производстве. Технология ЧПУ предоставляет универсальные автоматизированные средства для производства высококачественных деталей. Высокая точность и повторяемость, обеспечиваемые процессом обработки с ЧПУ, делают его идеальным инструментом для большинства производителей. Поскольку они становятся все более и более популярными, в настоящее время легко найти несколько мастерских по обработке, которые специализируются на различных услугах по обработке с ЧПУ.
В этой статье основное внимание уделяется некоторым базовым знаниям об услугах, преимуществах и приложениях обработки с ЧПУ.

Что такое обработка с ЧПУ?

Обработка с ЧПУ — это термин, обычно используемый в производстве и промышленности, но что именно означает аббревиатура ЧПУ ?

Термин ЧПУ означает «компьютерное числовое управление», а механическая обработка с ЧПУ определяется как субтрактивный производственный процесс, обычно с использованием компьютерного управления и станков для удаления слоя материала с заготовки и производства деталей по индивидуальному заказу. Различные режимы обработки, пластины и валы могут использоваться в токарных, фрезерных и других процессах для получения наилучших результатов. Этот процесс подходит для различных материалов, включая металл, пластик, дерево, стекло, пенопласт и композитные материалы, и используется в различных отраслях промышленности, таких как крупномасштабная обработка с ЧПУ и обработка с ЧПУ аэрокосмических деталей.

Автоматизированный характер обработки с ЧПУ позволяет производить высокоточные и высокоточные, простые детали и рентабельность при выполнении единичных и среднесерийных производственных циклов. Обработка с ЧПУ использует компьютерное управление для управления всем процессом обработки от начала до конца и, наконец, производства. Производство деталей с неизменной точностью. Обработка с ЧПУ особенно выгодна благодаря возможностям автоматизации. Автоматизация позволяет машине работать самостоятельно, тем самым сокращая ручной труд и производя точные детали.

Обзор процесса обработки с ЧПУ

Все операции обработки с ЧПУ начинаются с CAD-модели детали. Программа CAM считывает сгенерированный файл и преобразует его в серию инструкций по кодированию, которым может следовать обрабатывающее оборудование. Основное преимущество использования этих процессов заключается в том, что после утверждения документа практически не требуется вмешательства человека (если таковое вообще имеется). Вместо этого компьютеризированные элементы управления отслеживают и направляют движение машины, тем самым сводя к минимуму возможные ошибки и получая чрезвычайно стабильные результаты.

Различное обрабатывающее оборудование с ЧПУ может работать с различными инструментами, функциями и операциями. Процесс обработки с ЧПУ обычно включает следующие этапы:

1. Разработать модель САПР

Процесс обработки с ЧПУ начинается внутри компании или создается компанией, предоставляющей услуги CAD / CAM, для создания 2D-векторного или 3D-дизайна твердотельной детали в САПР. Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) позволяет дизайнерам и производителям создавать модели или визуализации своих деталей и продуктов, включая подробную информацию, такую ​​как геометрия, размеры и другие технические характеристики деталей.

После завершения проекта САПР дизайнер экспортирует его в формат файла, совместимый с ЧПУ, например STEP или IGES.

2. Преобразование файлов САПР в программы ЧПУ

После завершения проектирования преобразуйте спецификацию проекта в направление, которому может следовать станок с ЧПУ. Файлы CAD запускаются с помощью программного обеспечения автоматизированного производства (CAM). Эти программы будут создавать программные коды, которые станок с ЧПУ будет использовать для ориентации инструмента во время обработки. Программное обеспечение также извлекает информацию о геометрии детали, которую оператор может использовать, чтобы убедиться, что исходная деталь имеет правильный размер и ориентацию.

Эти совместимые с ЧПУ наборы инструкций обычно относятся к одному из следующих двух типов файлов:STEP или IGES. Они включают код G и код M. Наиболее известные геометрические коды общего назначения в языке программирования ЧПУ (называемые G-кодами) контролируют, когда, где и как перемещается станок (например, когда он включается или выключается, и как быстро он движется к станку). инструмент). Конкретное положение на заготовке, какой путь выбрать и т. д. Различные функциональные коды (называемые М-кодами) управляют вспомогательными функциями станка, такими как автоматическое снятие и замена кожухов станка в начале и в конце производства.

После создания программы ЧПУ оператор загружает ее на станок с ЧПУ.

3. Подготовка станков с ЧПУ

По сравнению с автоматизированным производством ручные операции играют гораздо меньшую роль в автоматизированном производстве, но они по-прежнему выполняют важные операции, с которыми не могут справиться машины.

Включая загрузку файла программы ЧПУ в станок, фиксацию заготовки непосредственно на станке, на механическом шпинделе или на тисках или аналогичном устройстве для фиксации заготовки, а также подключение необходимых инструментов (таких как сверла и концевые фрезы) к станку. соответствующие компоненты станка для проверки рабочей зоны, станка и заготовки.

4. Выполнение операций обработки

После подготовки оборудования и запуска программы он подает команды станка, указывающие действие и движение инструмента, на встроенный компьютер станка. Компьютер управляет станком и манипулирует им, а обрабатывающее оборудование с ЧПУ выполняет шаги и операции обработки заготовки. Программа направляет машину через весь процесс, выполняя необходимые операции машины для производства деталей или продуктов, разработанных по индивидуальному заказу, без дальнейшего участия оператора. После выполнения инструкций можно продолжить процесс отделки и упаковки деталей.

Типы станков с ЧПУ

Ниже приведены некоторые часто используемые методы обработки. Каждый из этих процессов играет ключевую роль в производстве детали и повышении ее уникальных характеристик.

Токарная обработка с ЧПУ

Во время токарной обработки заготовка вращается, а режущий инструмент помещается на подвижный ползунок и подается в заготовку для удаления материала нужного рисунка. Ползунок может вращать длину заготовки вверх и вниз.

Точно так же он может отходить от центральной линии или приближаться к ней. Эта операция очень удобна для быстрого удаления большого количества материала.

Токарные станки обычно используются для изготовления концентрических форм по внешней окружности круглых деталей. Токарный станок может делать канавки, кольцевые канавки, ступенчатые заплечики, внутреннюю и наружную резьбу, цилиндры и валы — многие элементы круглой или круглой формы. Они также могут производить характерную гладкую и однородную поверхность.

Фрезерная обработка с ЧПУ

Принципиальное отличие фрезерной обработки от токарной состоит в том, что заготовка остается неподвижной, а режущий инструмент вращается на шпинделе. Как правило, заготовка закрепляется горизонтально в тисках, которые устанавливаются на рабочий стол, перемещающийся в направлениях X и Y. Главный вал оснащен различными режущими инструментами и может перемещаться по осям X, Y и Z.

(Подробнее о фрезеровании с ЧПУ в разделе Что такое фрезерование с ЧПУ? )

Фрезерование включает два способа:периферийное фрезерование и торцевое фрезерование. Периферийным фрезерованием можно прорезать глубокие канавки, а торцевым фрезерованием можно прорезать плоскость заготовки. Фрезерование может использоваться как вспомогательный процесс для обрабатываемых заготовок. Фрезы используются для изготовления квадратов/плоских поверхностей, выемок, фасок, канавок, контуров, шпоночных пазов и других элементов, которые зависят от точного угла резания.

Хотя прокатный стан может и сверлить, он хорошо снимает заготовки с более сложных и несимметричных деталей.
Как и во всех операциях по обработке металлов, используйте смазочно-охлаждающую жидкость для охлаждения заготовки и режущих инструментов, смазки и смывания металлических частиц.

Как и токарные центры, распространены фрезерные станки, которые могут выполнять ряд операций с деталями без вмешательства оператора, часто называемые вертикальными или горизонтальными обрабатывающими центрами. Они всегда основаны на ЧПУ. Фрезерная и токарная обработка совместно выполняют большинство операций на станках с ЧПУ.

Шлифовка поверхности

Многие приложения требуют очень плоских поверхностей металлических деталей. Лучший способ сделать эту точную поверхность — использовать шлифовальную машину. Плоскошлифовальный станок совершает возвратно-поступательные движения на рабочем столе при подаче заготовки на шлифовальный круг. Глубина реза круга обычно составляет от 0,00025 до 0,001 дюйма. Цилиндрический шлифовальный станок фиксирует заготовку в центре и вращается, при этом прикладывая к ней внешнюю периферию вращающегося шлифовального круга.

Бесцентровое шлифование применяется для серийного производства мелких деталей, шлифовка которых не связана ни с какой другой поверхностью, кроме цельной.

Шлифование используется для удаления небольшого количества материала с плоских и цилиндрических форм. В зависимости от материала, подлежащего шлифовке, используются различные типы абразивов. Тепловая и механическая нагрузка в процессе шлифования может отрицательно сказаться на заготовке, поэтому необходимо тщательно контролировать скорость и температуру инструмента.

ЭДМ

Электроэрозионная обработка, также называемая искровой эрозией, использует электрический разряд для выполнения необходимых надрезов на заготовке. Электроэрозионный станок можно использовать с заготовками из токопроводящих материалов. При этом используются искры, передаваемые от электрода к поверхности проводящего изделия через диэлектрическую жидкость. С помощью этого метода можно обрабатывать очень мелкие элементы, в том числе отверстия малого диаметра, полости пресс-формы и т. д., без необходимости термообработки для их размягчения.

Преимущества обработки с ЧПУ

По сравнению с традиционными методами производства обработка с ЧПУ имеет много преимуществ. Многие производители отдают предпочтение технологии обработки с ЧПУ. Преимущества обработки с ЧПУ заключаются в следующем:

Более высокая точность и аккуратность

Станок с ЧПУ может воспроизводить одни и те же детали тысячи раз, и каждая деталь имеет тот же размер, что и предыдущая деталь. Кроме того, обработка с ЧПУ использует очень подробные операции программирования по сравнению с ручными методами обработки. Машина следует этим инструкциям и не допускает никаких ненужных изменений или человеческих ошибок. Детали будут качественными, точными и идентичными. Обработка на станках с ЧПУ также позволяет производить детали сложной конструкции.

Повышение производительности

Процесс обработки с ЧПУ также экономит много времени и повышает эффективность производства. Для традиционного обрабатывающего оборудования оператор должен вручную настраивать и настраивать станок для каждой операции. Напротив, обрабатывающее оборудование с ЧПУ может вносить необходимые изменения, просто настраивая компьютерный код. Оборудование с ЧПУ может производить детали круглосуточно и без выходных. Машина может работать непрерывно с минимальным ручным вмешательством.

Большая универсальность

Операции обработки с ЧПУ подходят для различных конструкций из металлов, полимеров и других материалов. Наличие вертикальных и горизонтальных фрезерных станков с ЧПУ и многоосевых фрезерных центров с ЧПУ обеспечивает превосходную универсальность. Они могут точно справиться с проектами различной сложности и параметров. Эта универсальность делает его пригодным для производства множества различных деталей и изделий

Высокая согласованность

После создания мастер-файла дизайна вы можете использовать его для создания неограниченного количества копий, все копии имеют одинаковое качество, без каких-либо отклонений, и каждая часть будет идеально соответствовать предыдущей версии.

Отрасли и применение станков с ЧПУ

Обработка с ЧПУ применяется во многих отраслях промышленности. Это идеальный выбор, особенно для отраслей, где требуются высокоточные детали.

В медицинской отрасли:

Производство большого количества стандартных прецизионных деталей и специализированного оборудования для лечения пациентов. Медицинская промышленность полагается на индивидуальные продукты для удовлетворения многих потребностей своих пациентов. Детали в этой отрасли требуют высокой точности, чтобы гарантировать, что каждый компонент имеет точные требуемые размеры. Части, которые можно собрать вместе, должны иметь наименьшую погрешность, чтобы избежать ошибочного медицинского диагноза и отказа детали.

В аэрокосмической отрасли:

Изготавливайте точные компоненты с жесткими допусками сложной и замысловатой конструкции для самолетов. Обработка с ЧПУ в аэрокосмической промышленности должна соответствовать этим требованиям высокой точности. Используя станки с ЧПУ для создания деталей, аэрокосмическая промышленность получила необходимые индивидуальные детали с чрезвычайно высокими требованиями к допускам.

В транспортной отрасли:

Поскольку станки с ЧПУ могут использовать различные материалы для изготовления деталей, все, от тормозов до деталей двигателя и даже инструментов, может производиться на этих станках. Транспортной отрасли могут потребоваться детали, изготовленные на станках с ЧПУ, в том числе детали, используемые в различных транспортных средствах, детали для тестирования и прототипирования более современного оборудования и систем.

В электронной промышленности:

Хотя механическая обработка может производить большие детали, она также отлично подходит для проектирования мелких деталей (например, используемых в электронной промышленности). Чем меньше деталь, тем жестче допуск. Когда дело доходит до электронных и электрических компонентов, в процессе микрообработки мало места для ошибок. Передача задач резки и управления инструментами компьютеру может повысить возможную точность до уровня, которого люди не могут достичь. Электронная промышленность значительно выиграла от превосходной точности деталей, обработанных на станках с ЧПУ.

В нефтегазовой отрасли:

Для производства больших машин для нефтеперерабатывающих заводов и буровых установок нефтехимической промышленности нужны прецизионные детали, которые хорошо собираются вместе. Операции с ЧПУ позволяют производить крупные и мелкие детали для промышленности, а также компоненты, необходимые для электронных зубчатых передач, которые все чаще используются в промышленности.

Связаться с экспертом по машинной обработке SANS

Обработка с ЧПУ идеально подходит для производства деталей и изделий практически для любой отрасли. Он предлагает более высокую точность, аккуратность и скорость обработки.

В SANS Machining , мы понимаем потребность в качественном, стабильном и оперативном обслуживании клиентов.

Как завод по производству механической обработки, мы имеем более чем 10-летний опыт работы и специализируемся на производстве деталей с ЧПУ на заказ без минимального заказа, быстрой доставки и качественной продукции.

Чтобы получить дополнительную информацию о наших возможностях обработки на станках с ЧПУ или других продуктах и ​​услугах по крепежу, запросите расценки. сегодня.